日冕温度为何高达2百万度？太阳奥秘将被揭开(图)

距离太阳中心最远的日冕，温度竟然高达200万度。（图片来源：Adobe Stock）

宇宙中有很多超出人类知识定义的现象，用现代科学无法解释。许多年来，科学家也一直在探索，但对遥远的太空了解依然有限。随着高科技的发展，人类对宇宙的认知会有飞跃吗？

2019年6月4日，美国密西根大学太空天气研究团队在权威期刊《天文物理期刊通讯》（Astrophysical Journal Letters，ApJL）上刊登他们的最新研究，揭示了科学家将如何利用美国航空航天署（NASA）去年发射升空的“派克太阳探测器”（Parker Solar Probe）论证“日冕过热”假说，一探这个存在了很久的太阳之谜。

主导论证“日冕过热”假说研究的密西根大学太空天气学教授、“派克”任务首席研究员卡斯伯（Justin Kasper）表示：“再等两年，我们就能揭晓这个每天在我们眼前发生、500年未解的太阳之谜。”

该研究指出，派克探测器将完成人类首次“碰触太阳”任务，透过一次比一次更接近太阳大气层的运行，“捞取”太阳风与日冕并对其进行速度、温度、密度的测量，了解导致太阳日冕过热的机制，验证“磁流体动力学震荡”是否存在。派克太阳探测器的观测资料，能够使科学家更准确地预测与“日冕物质喷发”（coronal mass ejection，CME）有关的“太阳风暴”。

人们都知道一个物理常识，离热源越近，温度越高，越远温度越低。但这个常识在太阳那里却反过来了。太阳表面约为绝对温度6000K，而大气层的温度远远超过太阳表面的温度。据科学家的估算，离太阳中心最近的光球，温度是几千度。稍远些的色球，温度从上万度到几万度。而距离太阳中心最远的日冕，温度竟然高达200万度。这一点令人不可思议。

一般情况下，我们把太阳大气分为六层，由内往外依次命名为：日核、辐射区、对流层、光球、色球和日冕。

日核的半径占太阳半径的四分之一左右，它集中了太阳品质的大部分，并且是太阳百分之九十九以上的能量发生地。

光球是我们平常所见的明亮的太阳圆面，太阳的可见光全部是由光球面发出的。

日冕位于太阳的最外层，属于太阳的外层大气。太阳的日冕延伸到外层空间数百万公里，太阳风就是在这里形成并发射出去的。

根据磁流体动力学震荡理论，“阿尔文波”（Alfven waves）可以加速带电粒子，使得日冕上的带电粒子在微观中加速震荡，巨观上温度升高，而这种加速震荡甚至能使粒子脱离太阳重力的束缚，被抛向太空形成太阳风。

太阳风暴可能干扰人造卫星运作，也可能造成地球电力网瘫痪。阿尔文波，是1942年瑞典物理学家汉尼斯·阿尔文首先发现的一种磁流体动力学波，是用来解释太阳黑子现象的理论。磁流体动力学波也包括磁声波等。

日冕并不是气体，而是环绕太阳周围的电浆光环，由以不同速度运动的自由带电粒子（基本上是电子和质子）组成。日冕为何会比太阳的中心光球温度高出数百倍，它加热的确实机制是什么，一直都是一个有争论的议题。其中被多数科学家认可的可能机制包括太阳磁场和磁流体力学。

派克太阳探测器，是以美国天文学家尤金·派克（Eugene Parker）命名的。它是由约翰·霍普金斯大学应用物理实验室（APL）和NASA共同研制的一具绕日无人探测卫星。该探测器于2018年8月12日发射升空，是史上最靠近太阳的航天器。其任务就是提供有关太阳活动的新资料，揭开日冕的奥秘，改变人类对太阳的认知。